CN105823064A - 一种用于处理高含盐废硫酸的焚烧炉 - Google Patents

一种用于处理高含盐废硫酸的焚烧炉 Download PDF

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Abstract

一种用于处理高含盐废硫酸的焚烧炉,其特征在于:焚烧炉为卧式结构,由外及内包括外保温层、壳体、隔热保温层、耐火耐酸耐盐层,壳体包括筒体、端板和支座;炉膛内部交替设置挡火墙;炉膛底部设置有一定倾角的熔盐导流槽,并在其最低点设置排盐孔;炉气出口设置在焚烧炉尾部;耐火耐酸耐盐层采用预制好的耐火耐酸耐盐砖砌筑。本发明用于处理高含盐废硫酸,使得废硫酸裂解率接近100%;施工简单方便且整体性好;运行更加安全可靠。

Description

一种用于处理高含盐废硫酸的焚烧炉
技术领域
本发明属于化工环保技术领域,具体涉及一种用于处理高含盐废硫酸的焚烧炉。
背景技术
我国的各类化工装置,如涉及到磺化、烷基化、水合水解、净化及脱水等工艺,每年都会副产大量废硫酸,尤其是国内精细化工以及染料行业,都产生大量含有高浓度无机盐的废硫酸,该废硫酸酸浓较低,含有无机物和高浓度的无机盐,极难处理。
目前废硫酸的处理方法主要有以下几种:1.碱中和法,让硫酸跟各种无机碱进行中和反应,制取硫酸铵、硫酸镁、硫酸钙等。2.脱除杂质后浓缩,通过吸附、过滤、氧化、蒸馏、气提、萃取等方式脱除废硫酸中的有机和无机杂质,然后对除杂后的稀硫酸进行浓缩得到工业用浓硫酸。3.还原分解法,用烃类将废硫酸还原分解为二氧化硫,然后进一步处理。4.高温裂解法,将废硫酸高温分解回收二氧化硫、三氧化硫或硫磺。这些处理方法都存在工艺繁复、处理成本高、产品质量参差不齐、处理不彻底等问题。
同以上处理方法相比,废硫酸焚烧制硫酸的方法可以从根本上解决废硫酸的处理问题,具有处理成本低,产品收率高、产品质量好,生产过程绿色环保等优点,并且副产大量蒸汽,可以用来发电或供给厂区其他需要蒸汽的设备,具有很好的环境效益和经济效益。
发明内容
由于传统的废硫酸焚烧炉无法处理高含盐废硫酸,本发明是针对上述现状,而提出的一种用于处理高含盐废硫酸的焚烧炉,适宜处理各种化工装置副产的高含盐废硫酸。一般焚烧炉处理的废硫酸含有高浓度的无机盐,无机盐的种类包括第一和第二主族的钠盐、钾盐、镁盐、钙盐以及过渡金属盐类。通过高温焚烧,废硫酸在焚烧炉中裂解制取含二氧化硫的烟气,继而进入后续制酸系统制取成品硫酸,有机物生成二氧化碳和水,废硫酸中含有的无机盐熔融后汇集到熔盐导流槽,然后通过焚烧炉底部的排盐孔排出。
本发明是这样来实现的:用于处理高含盐废硫酸的焚烧炉,其特征在于:焚烧炉为卧式结构,由外及内包括外保温层、壳体、隔热保温层、耐火耐酸耐盐层,壳体包括筒体、端板和支座;炉头端板上设有废硫酸喷枪、主燃烧器、手孔;筒体上设有防爆孔、火焰检测器、视镜、副燃烧器、测温点、测压点、人孔、烘炉排气孔;炉膛内部交替设置上开孔挡火墙和下开孔挡火墙;炉膛底部设置有一定倾角的熔盐导流槽,并在其最低点设置排盐孔;炉气出口设置在焚烧炉尾部;所述耐火耐酸耐盐层采用预制好的耐火耐酸耐盐砖砌筑,所述耐火耐酸耐盐砖为在刚玉中添加金属氧化物制成。
一般地,所述刚玉包括电熔刚玉、烧结刚玉,其中添加的金属氧化物包括ZrO2、Cr2O3、TiO2
所述炉头端板设有至少一个废酸喷枪,至少一个主燃烧器,一个手孔,炉尾端板设有炉气出口;废酸喷枪采用机械雾化或者压缩空气雾化的形式,废酸喷枪的材质为碳化硅、不锈钢或者其他耐热耐盐合金钢;燃烧器材质为不锈钢。
所述外保温层采用复合硅酸盐纤维毡、陶瓷纤维毡或岩棉保温材料。
所述壳体的材质为碳钢、不锈钢或其他合金钢;筒体外设有数道加强圈,加强圈环向焊接不锈钢板作为防雨罩;筒体内侧焊接有龟甲网或锚固钉结构,用于固定隔热保温层,龟甲网或锚固钉的材质为碳钢、不锈钢或其他耐热合金钢,锚固钉的形式包括Y型、V型、S型、Ω型;筒体内侧设有防腐隔热层,防腐隔热层为先刷若干遍石墨水玻璃防腐层,然后黏贴石棉板或陶瓷纤维板隔热层,或者刷耐高温耐酸蚀的涂料或粘结剂。
所述焚烧炉前后腔体的上部各设有1个防爆孔,筒体的侧面设有至少1个火焰检测器,至少1个视镜,至少1个副燃烧器,至少1个人孔,筒体上部设置至少2个测温点,至少1个测压点,至少2个烘炉排气孔,筒体底部设置至少1个排盐孔。
所述筒体由支座支撑,支座的个数为至少4个,焚烧炉置于若干组支座滚子上,每组支座滚子由至少2根圆钢制成;圆钢的材质为碳钢、不锈钢或其他合金钢。
所述隔热保温层的横向和纵向上每隔1~3m设置一道伸缩缝;隔热保温层之间,以及隔热保温层和耐火耐酸耐盐层之间的伸缩缝错缝布置,错缝距离大于100mm;隔热保温层材料为:铝酸盐或磷酸盐做结合剂,添加骨料制成。
所述焚烧炉的中部设置至少2道挡火墙,挡火墙用砖的材质与耐火耐酸耐盐层相同;挡火墙包括上开孔挡火墙和下开孔挡火墙,两种挡火墙交错设置,下开孔挡火墙的上部设有若干个开孔,上开孔挡火墙下部留有检修通道;挡火墙内部以及挡火墙与环形耐火耐酸耐盐层之间设置伸缩缝。
所述骨料选自多孔熟料、空心球、漂珠、硅藻土、珍珠岩、蛭石、陶粒填料。
所述多孔熟料包括硅质、粘土质、高铝质、莫来石质、刚玉质等;所述空心球包括氧化铝质、莫来石质、铝铬质、铬质、锆质等。
焚烧炉安装时,先将其置于支座滚子上,然后将尾部与基础的预埋钢板焊接固定。焚烧炉每个鞍座对应一组支座滚子,每组支座滚子设有若干根圆钢,圆钢材质一般为不锈钢。
本发明的最大的特点在于环保、高效和安全稳定。焚烧炉内温度在800℃以上,配备的废酸喷枪采用碳化硅或者其他耐高温耐盐侵蚀的合金,既保证了雾化效果又延长了使用寿命,较大的炉膛容积也保证了炉气足够长的停留时间,使得废硫酸裂解率接近100%;另外,考虑到酸性高温炉气的腐蚀性,以及熔盐的高温侵蚀性,焚烧炉的耐火耐酸耐盐层采用耐酸耐火耐盐砖砌筑;隔热保温层采用浇注料现场捣制浇注,施工简单方便且整体性好;隔热保温层伸缩缝的设置考虑浇注料的特性不采用通缝;焚烧炉筒体上部设置防爆膜片,这些都使得焚烧炉运行更加安全可靠。
附图说明
以下附图为本发明焚烧炉的结构示意图,其作用只为结合上述的文字来说明来焚烧炉的结构,而不是用于限定本发明的范围。
图1是本发明实施例焚烧炉结构示意图。
图2是实施例焚烧炉炉头结构示意图。
图3是实施例焚烧炉炉尾结构示意图。
图4是实施例Ⅰ型挡火墙的结构示意图。
图5是实施例Ⅱ型挡火墙的结构示意图。
图中,a、视镜,b、人孔,c、测温点,d、副燃烧器,e、炉气出口,f、废硫酸喷枪,g、主燃烧器,j、火焰检测器,k、手孔,m、备用孔,n、测压点,o、排气孔,p、防爆孔,s、排盐孔,u、熔盐导流槽。
图中,1、加强圈,2、外保温层,3、筒体,4、防腐隔热层,5、隔热保温层,6、锚固钉,7、耐火耐酸耐盐层,8、端板,9、支座,10、支座滚子,11,加强角钢,12、检修通道。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明加以详细描述。
实施例:本实施例适宜处理各种化工装置副产的高含盐废硫酸。可以处理含有高浓度无机盐的废硫酸,无机盐的种类包括第一和第二主族的钠盐、钾盐、镁盐、钙盐以及过渡金属盐类。
参考附图1,焚烧炉为卧式结构,安装时将焚烧炉置于支座滚子(10)之上。焚烧炉主要结构由外及内包括外保温层(2)、壳体、隔热保温层(5)、耐火耐酸耐盐层(7);炉头端板上设有废硫酸喷枪(f)、主燃烧器(g)、手孔(k);筒体(3)上设有防爆孔(p)、火焰检测器(j)、视镜(a)、副燃烧器(d)、测温点(c)、测压点(n)、人孔(b)、烘炉排气孔(o);炉膛内部交替设置上开孔挡火墙(Ⅱ型)和下开孔挡火墙(Ⅰ型);炉膛底部设置有一定倾角的熔盐导流槽(u),并在其最低点设置排盐孔(s);炉气出口(e)设置在焚烧炉尾部。耐火耐酸耐盐层采用预制好的耐火耐酸耐盐砖砌筑,主要材料为在刚玉(包括电熔刚玉、烧结刚玉)中添加金属氧化物以提高其耐酸、盐侵蚀性及热震稳定性。
耐火耐酸耐盐砖主要材质为刚玉(包括电熔刚玉、烧结刚玉),其中添加的金属氧化物为ZrO2、Cr2O3、TiO2
炉头端板设有至少一个废酸喷枪(f),至少一个主燃烧器(g),一个手孔(k),炉尾端板设有炉气出口(e)。废酸喷枪采用机械雾化或者压缩空气雾化的形式,废酸喷枪的材质为碳化硅、不锈钢或者其他耐热耐盐合金钢。燃烧器材质为不锈钢。
焚烧炉设有外保温层(2),外保温层可以采用复合硅酸盐纤维毡、陶瓷纤维毡或岩棉等保温材料;也可以在裂解炉的加强圈(1)环向焊接不锈钢板作为防雨罩,起到防雨保温的作用。
焚烧炉的主要结构之一为壳体,壳体的材质可以是碳钢、不锈钢或其他合金钢。壳体由筒体(3)、端板(8)和支座(9)等组成。筒体(3)外设有数道加强圈(1);筒体(3)内侧焊接有龟甲网或锚固钉(6)结构,用于固定隔热保温层(5),龟甲网或锚固钉(6)的材质可以为碳钢、不锈钢或其他耐热合金钢,锚固钉(6)的形式可以为Y型、V型、S型、Ω型等。
筒体(3)内侧设有防腐隔热层(4),先刷若干遍石墨水玻璃防腐层,然后黏贴石棉板或陶瓷纤维板等隔热层;也可以刷一层耐高温耐酸蚀的涂料或粘结剂。
筒体(3)上设有防爆孔(p)、火焰检测器(j)、视镜(a)、人孔(b)、副燃烧器(d)、烘炉排气孔(o)、测温点(c)、测压点(n)和排盐孔(s)等。焚烧炉前后腔体的上部各设有1个防爆孔(p);筒体的侧面设有至少1个火焰检测器(j),至少1个视镜(a),至少1个副燃烧器(d),至少1个人孔(b);筒体上部设置至少2个测温点(c),至少1个测压点(n),至少2个烘炉排气孔(o);筒体底部设置至少1个排盐孔(s)。
焚烧炉筒体(3)由支座(9)支撑,材质可以是碳钢、不锈钢或其他合金钢。支座(9)的个数为至少4个,具体由焚烧炉结构和长度决定。
焚烧炉结构之一为若干组支座滚子(10),每组支座滚子由至少2根圆钢制成;圆钢的材质可以是碳钢、不锈钢或其他合金钢。
焚烧炉的结构之一是隔热保温层(5),其材料为:铝酸盐或磷酸盐做结合剂,加入多孔熟料(包括硅质、粘土质、高铝质、莫来石质、刚玉质等)、空心球(包括氧化铝质、莫来石质、铝铬质、铬质、锆质等)、漂珠、硅藻土、珍珠岩、蛭石、陶粒等填料。
隔热保温层(5)的横向和纵向上每隔1~3m设置一道伸缩缝;隔热保温层(5)之间,以及隔热保温层(5)和耐火耐酸耐盐层(7)之间的伸缩缝应错缝设置,错缝距离须大于100mm。
焚烧炉的中部设置至少2道挡火墙,用以增加炉内气流湍动。挡火墙用砖的材质与耐火耐酸耐盐层相同;挡火墙有下部开孔(Ⅰ型)和上部开孔(Ⅱ型)两种,两种挡火墙交错设置,具体结构见示意图;Ⅰ型挡火墙的上部设有若干个开孔,Ⅱ型挡火墙下部留有检修通道(12);挡火墙内部以及挡火墙与环形耐火耐酸耐盐层之间设置伸缩缝。

Claims (10)

1.一种用于处理高含盐废硫酸的焚烧炉,其特征在于:焚烧炉为卧式结构,由外及内包括外保温层、壳体、隔热保温层、耐火耐酸耐盐层,壳体包括筒体、端板和支座;炉头端板上设有废硫酸喷枪、主燃烧器、手孔;筒体上设有防爆孔、火焰检测器、视镜、副燃烧器、测温点、测压点、人孔、烘炉排气孔;炉膛内部交替设置上开孔挡火墙和下开孔挡火墙;炉膛底部设置有一定倾角的熔盐导流槽,并在其最低点设置排盐孔;炉气出口设置在焚烧炉尾部;所述耐火耐酸耐盐层采用预制好的耐火耐酸耐盐砖砌筑,所述耐火耐酸耐盐砖为在刚玉中添加金属氧化物制成。
2.根据权利要求1所述的焚烧炉,其特征在于:所述刚玉包括电熔刚玉、烧结刚玉,其中添加的金属氧化物包括ZrO2、Cr2O3、TiO2
3.根据权利要求1所述的焚烧炉,其特征在于:炉头端板设有至少一个废酸喷枪,至少一个主燃烧器,一个手孔,炉尾端板设有炉气出口;废酸喷枪采用机械雾化或者压缩空气雾化的形式,废酸喷枪的材质为碳化硅、不锈钢或者其他耐热耐盐合金钢;燃烧器材质为不锈钢。
4.根据权利要求1所述的焚烧炉,其特征在于:外保温层采用复合硅酸盐纤维毡、陶瓷纤维毡或岩棉保温材料。
5.根据权利要求1所述的焚烧炉,其特征在于:壳体的材质为碳钢、不锈钢或其他合金钢;筒体外设有数道加强圈,加强圈环向焊接不锈钢板作为防雨罩;筒体内侧焊接有龟甲网或锚固钉结构,用于固定隔热保温层,龟甲网或锚固钉的材质为碳钢、不锈钢或其他耐热合金钢,锚固钉的形式包括Y型、V型、S型、Ω型;筒体内侧设有防腐隔热层,防腐隔热层为先刷若干遍石墨水玻璃防腐层,然后黏贴石棉板或陶瓷纤维板隔热层,或者刷耐高温耐酸蚀的涂料或粘结剂。
6.根据权利要求1所述的焚烧炉,其特征在于:焚烧炉前后腔体的上部各设有1个防爆孔,筒体的侧面设有至少1个火焰检测器,至少1个视镜,至少1个副燃烧器,至少1个人孔,筒体上部设置至少2个测温点,至少1个测压点,至少2个烘炉排气孔,筒体底部设置至少1个排盐孔。
7.根据权利要求1所述的焚烧炉,其特征在于:筒体由支座支撑,支座的个数为至少4个,焚烧炉置于若干组支座滚子上,每组支座滚子由至少2根圆钢制成;圆钢的材质为碳钢、不锈钢或其他合金钢。
8.根据权利要求1所述的焚烧炉,其特征在于:隔热保温层的横向和纵向上每隔1~3m设置一道伸缩缝;隔热保温层之间,以及隔热保温层和耐火耐酸耐盐层之间的伸缩缝错缝布置,错缝距离大于100mm;隔热保温层材料为:铝酸盐或磷酸盐做结合剂,添加骨料制成。
9.根据权利要求1所述的焚烧炉,其特征在于:焚烧炉的中部设置至少2道挡火墙,挡火墙用砖的材质与耐火耐酸耐盐层相同;挡火墙包括上开孔挡火墙和下开孔挡火墙,两种挡火墙交错设置,下开孔挡火墙的上部设有若干个开孔,上开孔挡火墙下部留有检修通道;挡火墙内部以及挡火墙与环形耐火耐酸耐盐层之间设置伸缩缝。
10.根据权利要求1所述的焚烧炉,其特征在于所述骨料选自多孔熟料、空心球、漂珠、硅藻土、珍珠岩、蛭石、陶粒填料。
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